专访清华大学周祖成教授，谈芯片之争的本质

近年来，关于芯片之争的消息不断。去年的8月9日，美国发布520亿美元的芯片法案，想要促进芯片制造“回流”本土。前不久，拜登签署“对华投资限制”的行政命令，要求严格限制美国在半导体与微电子、量子信息技术、人工智能三个领域对中国实体的投资。

有人说，第二次世界大战是由钢铁和铝决定的，冷战是由核武器定义的。而从现在到未来一段时间里，各国之间的竞争很大概率会由芯片决定。

芯片之争背后的本质是什么？目前我国集成电路产业和人才现状是什么？产教融合推进效果如何？

第十八届中国研究生电子设计大赛期间，半导体产业纵横有幸采访了清华大学周祖成教授。周教授是中国集成电路产业发展的参与者、见证者，也是中国研究生电子设计大赛、中国研究生创芯大赛两大全国性赛事的发起人。在这个特殊的时刻，聆听他的讲述，揭开芯片之争背后的面纱。

想要知道芯片之争的本质，首先要清楚中国芯片的发展情况。周教授将中国芯片的发展历程大致分为三个阶段：

上个世纪五十年代是第一阶段，这时中国半导体刚刚起步。当时，中国处在工业化初期，国内的半导体技术几乎为零。1956年，在周恩来总理的关怀下，通信广播系统、无线电电子学研究应用等多项技术被列为国家重要的科学技术项目，半导体技术赫然在列。以黄昆、谢希德、林兰英、李志坚为代表的科学家纷纷从海外归国，在第一代中国半导体领军人物的努力下，中国半导体从无到有、进步迅速，在某些领域上超过当时的苏联，后来接近美国。现在看，那时我们的半导体，就没有什么能卡我们的。

然而，集成电路是信息电子系统在芯片上的集成，有别于单独的分立器件半导体。在国外集成电路按照摩尔定律飞速发展的时候，我们CMOS工艺不行，还有很大差距；当时我国尚未理解集成电路产业是包括设计、制造、封测、设备、材料的完整产业链，而在这些方面我国的产业基础都很差，与此同时，我们也紧缺集成电路方面的人才。正是因为看到了这些问题，在国家《高技术研究发展计划（“863”计划）纲要》中，明确提出“软件和集成电路是两个高技术拳头。”

也正是在这样的背景下，清华大学作为高校的排头兵对国家这一战略做出了最早的响应，开始从教师队伍抓起，培养这方面人才。由于在计算机、英语等方面有一定的基础，系里让他去参与国家的863计划。在国家需求的号召下，已经45岁的他，毅然从雷达转向EDA，开始集成电路人才的培养。

2000年前后开启了第二阶段，迎来了集成电路的发展机遇。改革开放后，我们培养的77级-89级的学生，在国外学习和工作基本上10年左右，积累了一定的经验，他们甚至带着专利回国创业，比如清华77级的陈大同、尹志尧和85级的赵立新等等都是这个时期回国创业的。这批集成电路人才的回国，带动了我国集成电路产业的进一步发展。周教授回忆到，像赵立新2003年回国时一下飞机就告诉我：“周老师我回来了！带着同学投资的300万美金准备回国创业。”

相关数据显示，2001年到2010年这十年间，我国集成电路领域蓬勃发展，产量的年均增长率超过25%，销售额的年均增长率则达到23%。中国集成电路产业规模由2001年不足世界集成电路产业总规模的2%提高到2010年的近9%。中国在这十年里成为世界集成电路产业发展最快的地区之一。

现在，走到了发展的第三阶段。经过几代人的接续奋斗，我国集成电路实现了从0到1的突破。面对“卡脖子”问题，周教授谈道：“正是因为我们有了‘脖子’，所以才有人想卡我们的‘脖子’。如果在上个世纪八九十年代，我国集成电路尚未发展起来，那时候没有必要‘卡脖子’。”集成电路产业是要依靠市场的，目前国内的集成电路已经实现了从“0”到“1”的突破，还需要从“1”到“10”、到“100”，直到最后把世界市场占领。与导弹不一样，导弹只要从“0”到“1”的突破就能形成威胁。

“封锁”也要从两方面去看：一方面，封锁使许多国外企业丢失了巨大的中国市场，他们的大企业也在发声反对；另一方面，现在国内急需的集成电路产品的90%左右是国内可以研发的，具备替代的可行性。替代的结果就是国内市场被我们自己的产品占领。他举了一个例子：“这个事情是个双面的，让我们看到希望，也给了我们发展的机会。比如像存储领域，我们已经有了替代，已经卡不住我们了。”我们也暂时不去竞争高端产品，集成电路高端产品和国外差距至少还有10多年，是我们努力的一个方向。

谈到这里，周教授鼓励道：“相信在可替代产品方面，国内很快会扭转局势。大家应该有这个信心，打个比方：我觉得中国集成电路产业是个‘小伙子’，国外集成电路产业如同‘老人’。大家往一个方向上跑，到后来老人会越跑越慢，小伙子越跑越快，差距就会越来越小。我们会很快赶上去的，而且到一定时候就会超过国外。”

至于谈到中国集成电路的崛起，很多人的观点要“弯道超车”。他说：“我想应该变道超车，不要弯道超车。”他开玩笑的说到：“弯道超车除非是修改交通规则，因为交通规则往往提醒：前方弯道，小心慢行。”

回顾中国集成电路产业的发展，这其中离不开两个阶段半导体和集成电路领军人才的推动。对于芯片之争的本质是什么这个问题，他回答道：“归根到底，是人才之争。”

谈到集成电路产业发展，离不开谈人。对于我国集成电路人才是否紧缺的问题，周教授表示，回答这个问题前需要先分清楚半导体和集成电路是不同的概念。半导体主要以晶体管的器件为主，而集成电路是以晶体管集成的信息电子系统为主。应该来讲，我国半导体很强，但集成电路还有一定的差距。他举例说到：“比如沙漠中的光伏发电系统，都是我国自己制造的，雷达系统上的功率器件也都是我们自己制造。”

集成电路领域真实情况怎样呢？2019年时，受到中国工程院倪光南院士的委托，78岁的周教授耗时数月，跑了7个城市（北京、南京、上海、杭州、武汉、深圳、西安），对国内正在从业EDA的企业家、专家和学者调研。一方面，了觧了产业发展实际情况。他发现国内企业在“点”上的突破相当明显。比如在提高芯片制造的成品率上，国内有广立微；在模拟信号仿真上，华大九天都受到国外企业的青睐；同时国内也有自己很强的FPGA企业。在访谈中周教授坚定的说到：“我们要自信，目前不要和早我们几十年的国际企业争完整的工具链，而要在一个点上突破。集成电路本身是一个世界性的市场，要扩大国际合作，不要自我封闭。”另一方面，了解了我国目前人才发展的问题。我国集成电路人才的缺口确实很大。他建议：要尽快把“集成电路”由二级学科升级成为一级学科。”后来，政协委员周玉梅提案“培养集成电路人才急需设立一级学科”，同期周教授也把报告提交给有关部门，这样促成了国务院学位办讨论集成电路的学科定位，是否依然是二级学科。最后2021年，国务院学位委员会、教育部正式发布关于在“交叉学科”门类、设置“集成电路科学与工程”和“国家安全学”为一级学科的通知。集成电路专业正式被设为了一级学科。

关于当下高校人才培养，周教授谈到：“我们有示范性微电子学院，现在从示范性微电子学院升级为示范性集成电路学院，在人才培养上都是有好处的。不管怎样，我们尽力了解情况，反映问题，为政府提供报告，帮助他们决策。”

在集成电路产业发展过程的探讨中，他特别提到：习主席也讲了，科研是我们最尖端的事，人才是关键，创新是动力。所以“卡脖子”，表征是在产业，实际上是人才。只要我国有足够集成电路方面的人才，这个问题就不难了。经过前一段时间努力，从2018年时开始，国家开始设置示范性微电子学院，逐步缩小人才差距，但是目前可能还存在1/3的人才缺口，大约是二三十万。他感叹到：“这不是一个小的数目，但是我们更重要的是要关注高端人才的培养，在半导体和集成电路发展的前一段时间，是海归支撑比较多。如今，在国内自主培养高端的集成电路人才已经是刻不容缓。”他还提到，“海归回来的毕竟是少数人，国内也要培养大批的高端人才跟他们结合。”

目前，我国缺少集成电路人才，高端的集成电路人才更缺。从国际经验来看，集成电路产业链长，研发门槛高，是需要打通产学研用链条的典型领域。对于这方面的推动，周祖成教授特别分享了研电赛从发起到壮大的过程，也正是产教融合的一个缩影。

1995年，他在石家庄评审电子部第54研究所的世行贷款引进项目时，一次偶然机会，他与华为公司的副总裁郑宝用闲谈时，获知华为有意在清华大学设奖学金，他从促进高校高层次创新型人才培养出发，建议华为可以考虑支持一个研究生电子设计竞赛。双方一拍即合。1996年，在庆祝863计划十周年之际，中国电子学会和清华大学共同发起“华为杯”中国高校研究生电子设计竞赛(“研电赛”)。从清华大学开始，研电赛从“0”走到了“1”。2012年，在第八届以后大赛走出了清华大学。2014年，从第九届开始纳入教育部的创新实践系列赛事，社会的带动力就逐年起来了。周教授表示：“当时自己明显感觉到，人才培养不光是高校的事，也是企业的事，是社会的事，大家要一起努力。当时教育部学位与研究生教育发展中心正在关注研究生的创新实践能力的培养，所以2012年我请了原来的研究生教育司司长李军、还有中国学位与研究生教育学会副秘书长赵瑜参加在东南大学的一次赛事。在竞赛结束后，研电赛得到了教育部门的认可，认为是一个高端赛事，纳入了教育部的创新实践系列赛事，这时候大赛已经开展了快20年。有了教育部的认可，我们没有了顾虑。”2015年，在第十届以后走出了高等院校。在后来的赛事扩大上，快速走入社会，中国电子学会有很大功劳；又为了得到高校的认可，部里将竞赛成果纳入学科评比；随着各方的关注，研电赛逐渐地扩展到了今天的规模。周教授说到：“客观的讲，当年我教不了这么多学生。我给他们创造了条件，从国外引进一些EDA设备，我希望把清华这批设备变成各个大学都能够看到的”。在中国电子学会、教育部的帮助下，研电赛一步一步从清华走出来，再走向社会，不仅参与方在增加，在内容设置上也随着时代的变迁不断地延申扩展，从最初只关注电子设计自动化（Electronic design automation），变为了电子设计（Electronic design），包括信息通信学科、计算机系统结构和系统集成、机电一体化、人工智能、图像识别等领域。这其中中国电子学会起到了关键的作用。到2016年，芯片的重要性凸显，他75岁了仍四处奔走，从研电赛中分出一个专门针对集成电路的赛事（中国研究生“创芯”大赛）。2018年“中兴事件”爆发，在中国芯急需人才的当下，“创芯大赛”的重要性更加凸显，教育部对大赛高度重视和支持。他说到：“当时我还有一个想法，能不能在集成电路的专业赛上，把孩子们带去硅谷看看。”于是，他找到了新思科技、国家外专局来筹集资金；找到校友来帮助安排食、住和行。最终，第一届创芯大赛的获奖团队在2019年1月去了硅谷，先后参观了Synopsys 、苹果、英特尔、谷歌、斯坦福大学等企业、高校，还观摩了弯区的一场“硅谷智能产业峯会暨北美创业大赛”……。

今天，再看刚刚结束的两个大赛已经硕果累累：研电赛历经27年，参赛范围由第一届的10个单位13支参赛团队，发展到第十八届吸引来自全国333所高校及科研院所的6289支队伍参赛。决赛现场上千名博士、硕士展示实物方案、参与评审的专家超过百人、孵化器企业领衔推出创新创业早餐会。中国研究生创“芯”大赛也走过了六年，参赛范围从第一届的48所高校254支队伍参赛，发展到第六届有全国142所高校、889支队伍、3352名师生参赛，实现全国28所示范性微电子学院全覆盖。并且在决赛现场28所示范性微电子学院院长齐聚一堂，共同探讨产教融合的推进，影响力空前。同时，我们也看到一批龙头企业参与其中，从企业命题、研究辅导、现场招聘，产教无缝对接，互动务实。特别是在当下集成电路发展的特殊时期，创芯大赛获得社会方方面面的重视。获奖证书被正式写入上海市落户加分政策、杭州市人才政策名录中，获奖团队成员满足条件即可享受对应人才政策。获得大赛创芯之星、一等奖 (前 16 名队伍)的选手中，毕业 1年内到武汉东湖高新区创新创业的，经大赛执委会名誉顾问（一般为院士级别）推荐，并满足相应人才类别认定基本条件的，直接认定为“3551光谷人才计划”优秀青年人才，给予30 万元无偿资金资助。此外，团队一等奖前三名队伍除了获得5万元奖金、获奖证书、奖杯外，还有华为MPW流片支持。

除了影响力，对于参赛学生水平，周教授评价：“今年集成电路在专业水平上已经很高了。我4个小时听了一个完整的EDA数字芯片小组汇报，大部分都有流片成果。我这一辈子都是做教师工作，我觉得到老了最大的收获是培养了一批学生，就像我的老师培养我一样。实际上，集成电路专业赛分离出来后，对于集成电路人才培养更加有利，现在已经看到了成效。”对于大赛牵引的产教融合，他说到：“我把全国最好的学生都集中到这里，政府和企业在这里现场发布政策、现场招聘，效果非常好。能走到这一步，实际上是高校为企业培养人才，企业也在反哺高校。”

对于未来集成电路产业的发展及人才培养，他也给出了几点建议：

第一，集成电路产业链包括设计、制造、封测、材料和设备，本身是一个世界性的市场，要扩大国际合作，不要自我封闭。

第二，过去我们用市场换技术，但换不来知识产权，要加强原创能力建设。

第三，注重人才培养的多样性，鼓励创意、创新、创业。

第四，继续加大国家投入，想突破，需举国之力，集政、产、学、研、用之大成。

最后，周祖成教授说到：“中国集成电路产业的发展，我自己还是很乐观的，2025年会看到一些成就，到2035年我们会看到更明显成就。”

他作为一名教育、科技工作者，用实际行动诠释了责任与担当，“令公桃李满天下，何用堂前更种花。”